Préparation et standardisation d'une solution de H2SO4 0,02 N
Introduction
La préparation et la standardisation d'une solution d'acide sulfurique (H2SO4) 0,02 N sont des opérations courantes en chimie analytique. Cette solution est utilisée dans de nombreuses applications, notamment les titrages acido-basiques.
Préparation de la solution de H2SO4 0,02 N
Étape 1 : Calcul de la masse de H2SO4 nécessaire.
Pour préparer une solution 0,02 N de H2SO4, nous devons d'abord calculer la masse d'acide sulfurique nécessaire. La normalité (N) est définie comme le nombre d'équivalents-grammes de soluté par litre de solution.
L'équivalent-gramme de H2SO4 est égal à sa masse molaire (98,08 g/mol) divisée par 2, car chaque molécule de H2SO4 peut libérer deux ions H+ :
Équivalent-gramme de H2SO4 = 98,08 g/mol / 2 = 49,04 g/équivalent
La masse de H2SO4 nécessaire pour préparer 1 litre de solution 0,02 N est alors :
Masse de H2SO4 = Normalité x Équivalent-gramme = 0,02 N x 49,04 g/équivalent = 0,9808 g
Étape 2 : Dissolution du H2SO4 dans l'eau.
Peser précisément 0,9808 g de H2SO4 concentré et le dissoudre dans de l'eau distillée dans une fiole jaugée de 1 litre. Ajouter de l'eau jusqu'à atteindre le trait de jauge, en s'assurant de bien mélanger la solution.
Étape 3 : Dilution de la solution.
La solution préparée à l'étape 2 est une solution concentrée de H2SO4. Pour obtenir une solution 0,02 N, il est nécessaire de diluer la solution concentrée. La dilution est effectuée en utilisant la formule suivante :
C1 x V1 = C2 x V2
où :
- C1 est la concentration de la solution concentrée (en N)
- V1 est le volume de la solution concentrée (en mL)
- C2 est la concentration de la solution diluée (en N)
- V2 est le volume de la solution diluée (en mL)
Par exemple, si nous souhaitons obtenir 100 mL de solution 0,02 N, nous pouvons utiliser la formule suivante pour calculer le volume de solution concentrée nécessaire :
V1 = (C2 x V2) / C1 = (0,02 N x 100 mL) / (C1) = (2 mL) / (C1)
où C1 est la concentration de la solution concentrée.
Précautions :
- Il est important de toujours ajouter l'acide à l'eau, et non l'inverse. Cela permet de minimiser la production de chaleur et le risque de projections d'acide.
- Porter des lunettes de sécurité et une blouse de laboratoire pendant la manipulation de l'acide sulfurique.
- Travailler sous une hotte aspirante pour éviter l'inhalation de vapeurs d'acide.
Standardisation de la solution de H2SO4 0,02 N
La standardisation de la solution de H2SO4 0,02 N consiste à déterminer sa concentration exacte en utilisant une substance primaire standardisée.
Étape 1 : Choisir un standard primaire.
Un standard primaire est une substance dont la concentration est connue avec précision. Un standard primaire approprié pour la standardisation de l'acide sulfurique est le carbonate de sodium (Na2CO3).
Étape 2 : Préparer une solution de standard primaire.
Peser précisément une quantité connue de carbonate de sodium et le dissoudre dans de l'eau distillée pour obtenir une solution de concentration connue.
Étape 3 : Titrage de la solution de H2SO4.
Titrer la solution de H2SO4 0,02 N préparée avec la solution standard de carbonate de sodium.
Étape 4 : Calcul de la concentration de la solution de H2SO4.
La concentration de la solution de H2SO4 peut être calculée à partir des données du titrage. La formule suivante peut être utilisée :
Concentration de H2SO4 = (Concentration de Na2CO3 x Volume de Na2CO3) / Volume de H2SO4
Précautions :
- Utiliser des instruments de mesure précis et fiables.
- Veiller à bien homogénéiser les solutions avant le titrage.
- Utiliser un indicateur approprié pour détecter le point d'équivalence.
Conclusion
La préparation et la standardisation d'une solution de H2SO4 0,02 N sont des opérations essentielles en chimie analytique. En suivant les étapes décrites ci-dessus, vous pouvez obtenir une solution de H2SO4 dont la concentration est connue avec précision.
Mots-clés : H2SO4, acide sulfurique, solution, standardisation, titrage, normalité, concentration.